单片机数控机床数控化改造机械改造论文.doc

基于单片机的CA6140型机床的数控改造【摘要】 机床是机械加工核心工具,被称为工业母机。我国是世界上机床使用大国。随着科学技术的发展,机床技术也产生了技术更新,由手动机床换代为数控机床。首先全面更新换代,一方面给企业带来资金巨大压力,可以说大多数企业承受不了这种压力；第二,全面更新换代要求技术人员的更新换代,不符合我国国情；其次教育跟不上企业需求。因此对旧机床的数控化改造已成为科学技术发展的急需、已成为提高工业加工水平的急需、已成为我国提升知识产权的急需、也成为人才培养的教育领域的急需。国家“十二五”规划中把工业化与信息化融合列入到重点发展方向,对旧机床的改造是实现“两化融合”的重要工作。根据旧机床改造急需和重大意义,针对产学研结合项目,对CA6140普通车床数控化改造的目标,根据数控技术原理方法,运用了单片机应用技术、自动控制技术和测试传感技术,提出了总体改造方案。设计了基于MCS-51单片机的数控控制版；设计了信息采集及驱动部件的接口电路。通过本项目,探索了一种自行改造旧机床的途径、方法和技术,对同类别旧机床改造具有参考、推广价值。本文从CA6140车床基本功能原理,数控化改造的可行性,基于MCS-51系列单片机的数控控制版设计.更多还原【Abstract】 Machine is mechanical processing core tool, called industrial tools. Our country use machine widely in the world. With the development of science and technology, machine tool technology also produced by the manual machine technological upgrading, and upgrading for numerical control machine. First, it bring enterprise funds huge pressure, most enterprise cannot bear this pressure; Secondly, comprehensive renewal request technical personnels renewal, do not accord with Chinas national conditions.更多还原 【关键词】 单片机； 数控机床； 数控化改造； 机械改造； 【Key words】 microcontrolle； NC machine tools； NC transformation； mechanical reformation； 摘要 2-3 Abstract 3 1 绪论 6-10 1.1 选题背景 6 1.2 课题的价值意义 6-8 1.3 可行性分析 8-9 1.3.1 理论技术方面的可行性 8-9 1.3.2 环境条件的可行性 9 1.4 本文的主要工作 9-10 2 数控机床的原理及特点 10-16 2.1 数控机床的基本组成 10-12 2.1.1 数控机床的加工程序 10 2.1.2 控机床的输入装置 10-11 2.1.3 机床的数控系统 11 2.1.4 伺服系统 11 2.1.5 测量反馈装置 11 2.1.6 辅助控制装置 11 2.1.7 机床 11-12 2.2 数控机床的分类 12-14 2.2.1 按控制系统功能分类 12 2.2.2 按加工方式分类 12 2.2.3 数控机床按伺服控制方式分类 12-14 2.2.4 按数控系统的功能水平分类 14 2.3 数控机床的特点 14-16 2.3.1 数控机床的加工特点 14-15 2.3.2 数控机床的使用特点 15-16 3 机床改造方案设计 16-28 3.1 数控部分设计方案 16-17 3.2 主传动改造方案 17-20 3.2.1 数控机床对主传动的基本要求 17 3.2.2 主轴无级变速的实现 17-19 3.2.3 主轴位置信号反馈元器件的选择与安装 19-20 3.3 进给系统的改造设计 20-23 3.3.1 纵向进给系统的机械部分改造 21-22 3.3.2 横向进给系统的机械部分改造 22 3.3.3 齿轮在传动过程中的间隙消除 22-23 3.4 刀架部分的改造设计 23-25 3.5 导轨的改造 25-28 4 数控控制板设计 28-37 4.1 8031外部程序存储器扩展 28-30 4.2 8031外部数据存储器扩展 30 4.3 I/O扩展 30-32 4.4 数控单元与外部信息元件的接口方式 32 4.5 键盘接口 32-37 5 电气控制设计 37-44 5.1 CA6140数控车床主电路设计 37 5.2 CA6140数控车床控制电路设计 37-40 5.3 机床